(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回折スポット及び透過スポットを含む複数のスポットを表す電子線またはＸ線回折パタンを二階調化して二階調化データを生成するステップと、
前記二階調化データを用いて、前記スポットの領域に相当する定義円を作成するステップと、
前記スポットと前記定義円の各画素における差の二乗和が最小になるように前記定義円のサイズ又は座標の少なくとも１つを変化させて該スポットへフィッティングさせることによって、該スポットの近似円を取得するステップと、
前記近似円の中心座標で前記スポットの座標を定義することによって、スポット間の距離を算出し格子面距離を取得するステップと
をコンピュータが実行することを特徴とする半導体素子の評価方法。
【請求項２】
前記二階調化データは、各スポットの輝度の強度を現すガウス分布から外れる強度未満を０で示し、該強度以上を１で示すことを特徴とする請求項１記載の半導体素子の評価方法。
【請求項３】
前記ガウス分布は二次元ガウス分布であることを特徴とする請求項２記載の半導体素子の評価方法。
【請求項４】
前記スポットの領域に相当する定義円は、該スポットの画素の平均座標を用いて作成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の半導体素子の評価方法。
【請求項５】
ユーザによって選択された回折スポットと前記透過スポットを介して対称に位置する回折スポットを特定する手順と、
前記スポットへフィッティングさせる際には、前記選択された回折スポットと前記透過スポット間の第一距離と、前記対称な回折スポットと前記透過スポット間の第二距離との差を最小とする制限条件に従って、各スポットに対応する定義円のサイズ又は座標の少なくとも１つを変化させて、各スポットへフィッティングさせることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の半導体素子の評価方法。
【請求項６】
回折スポット及び透過スポットを含む複数のスポットを表す電子線またはＸ線回折パタンを二階調化して二階調化データを生成する生成手段と、
前記二階調化データを用いて、前記スポットの領域に相当する定義円を作成する作成手段と、
前記スポットと前記定義円の各画素における差の二乗和が最小になるように前記定義円のサイズ又は座標の少なくとも１つを変化させて該スポットへフィッティングさせることによって、該スポットの近似円を取得する近似円取得手段と、
前記近似円の中心座標で前記スポットの座標を定義することによって、スポット間の距離を算出し格子面距離を取得する距離取得手段と
を有することを特徴とする半導体素子の評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子の評価方法及び評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩの微細化に伴い、スケーリングに頼らず素子の性能を向上する技術が必要とされている。例えば、電界効果トランジスタのチャネル部のキャリア進行方向に圧縮や引っ張り応力を印加することで正孔や電子の移動を早くする仕組みがそのひとつの手段である。このような意図的に加えられた応力が実際どの程度であるのか定量的に評価することは非常に重要である。また、応力分布とデバイス構造の関係を実験的に評価しておくことはデバイス製造プロセスを最適化していく上で非常に重要である。また、歪を意図的に印加しないにしても、異種接合（ヘテロ）界面には材料間の熱膨張係数の違いなどに起因してイントリシックな歪が加わっていることが多く、プロセス不良の原因になることも少なくない。
【０００３】
このように、歪が印加されているデバイスをナノメータオーダの分解能で計測できる手段は、透過型電子顕微鏡（TEM）をベースにしたナノ電子線回折（Nano-beam Diffraction：ＮＢＤ）と収束電子線回折（Convergent-Beam Electron Diffraction：ＣＢＥＤ）のみである。特に、ＮＢＤはＣＢＥＤに比べて若干歪に対する感度が悪いが，より微小な領域の歪解析を比較的簡単に行うことができ（制限視野電子線回折と同様の手順で解析が可能）、ＣＢＥＤに比べて散乱断面積が大きいため薄い試料に適用でき（厚さ方向の分解能が高い）、デバイスに垂直にプローブを入射できるので横方向の分解能が高いなどの特徴を有しており、微細素子を製造している現場で格子歪を評価するのに適している。ＮＢＤもＣＢＥＤも格子面距離の変位量から歪量を推測するものである。
【０００４】
ＮＢＤや制限視野電子線回折では，格子面間隔ｄが回折スポットと透過スポット（Direct spot）間の距離Ｒの逆数に比例する(ｄ∝１／Ｒ)ことを利用している。（ｄ＝Ｌλ／Ｒの近似式を用いる。Ｌはカメラ長、λは電子の波長）つまり回折スポットと透過スポットの間の距離Ｒを正確に測ることが格子面距離を正確に計測することにつながり、歪量の定量精度に直接影響を与える。ＮＢＤを用いて歪量を求める際には、歪んでいない領域で求めた１／Ｒ０と歪計測箇所で求めた１／Ｒから以下の式で歪量Ｒｄｉｓを求めるのが一般的である。
【０００５】
【数１】
0005531918.tif 000002
【０００６】
制限視野電子線回折では、試料に平行な電子線を照射して電子線回折パタン画像を得ているもので、測定される各回折斑点はガウス分布をしている。ただし、試料の表面及び裏面のＦＩＢ（Focused Ion Beam）ダメージで非晶質化されている領域の影響で、ガウス分布の裾部がだれた形になっている。このため電子線回折パタン画像のプロファイルを抽出し、回折スポットをガウス分布であると仮定してフィッティングすることで回折スポット間の距離を、任意性無く正しく計測することが行われている。
【０００７】
一方、ＮＢＤでは、ＣＢＥＤに比べ、平行なビームを用いるが、試料に収束して照射することに起因し数ｍｒａｄ程度の収束角を持つことは避けられず、回折パタンは制限視野電子線回折パタンに比べて広がり，ディスク状になるとともにディスクの中に試料構造を反映した構造を持っている。このように回折スポット内に構造を持ってしまうとその強度プロファイルから回折スポット間距離を定義する際に、任意性が出るばかりか、誤差も大きい。またディスク状の回折パタンであるため極大値を一点に定めるのが困難である。
【０００８】
このような問題に対して、ＮＢＤで得られる回折パタン間の距離を、コンデンサレンズの形状が反映されるように中間レンズを調整し、コンデンサレンズの影と明るい部分（回折スポットディスク）の境で急峻に輝度が変化する箇所の距離を測定することによって、回折パタン間の距離を求めること等が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２５０９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記従来技術によって、コンデンサレンズ絞りの影が明瞭に回折パタンに現れるように中間レンズを調整することができるようになった。しかしながら、中間レンズを調整して回折スポットに影が反映するようにする必要がある。従って、現場のオペレータが簡単に調整できないほか、回折スポットが通常の何倍にも大きくなり、回折スポットとコンデンサレンズ絞りの影の境界で急峻に輝度が変化する点をオペレータによるマニュアルで定義する際の任意性をなくすることができない。また、ＮＢＤの技術革新により、収束しても平行なビームが得られるようになると、このような技術の適用ができなくなる等の問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
開示の技術は、回折スポット及び透過スポットを含む複数のスポットを表す電子線またはＸ線回折パタンを二階調化して二階調化データを生成するステップと、前記二階調化データを用いて、前記スポットの領域に相当する定義円を作成するステップと、前記スポットと前記定義円の各画素における差の二乗和が最小になるように前記定義円のサイズ又は座標の少なくとも１つを変化させて該スポットへフィッティングさせることによって、該スポットの近似円を取得するステップと、前記近似円の中心座標で前記スポットの座標を定義することによって、スポット間の距離を算出し格子面距離を取得するステップとをコンピュータが実行することを特徴とする半導体素子の評価方法のように構成される。
【００１２】
また、上記課題を解決するための手段として、コンピュータによって実現される半導体素子の評価装置、コンピュータに上記半導体素子の評価方法を実行させるためのプログラム、及び、そのプログラムを記録した記録媒体とすることもできる。
【発明の効果】
【００１３】
開示の技術では、ナノ電子線回折パタンにおける各スポットの座標を適切に定義できるため、格子面距離の算出を精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】情報処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】ＮＢＤパタンに基づくスポットのプロファイルの例を示す図である。
【図３】本実施例に係る情報処理装置の機能構成例を示す図である。
【図４】スポット座標の定義処理の第一例を説明するためのフローチャート図である。
【図５】スポット座標の定義処理の例を説明するための図である。
【図６】スポット座標の定義処理の第二例を説明するためのフローチャート図である。
【図７】スポット座標の定義処理の第三例を説明するためのフローチャート図である。
【図８】回折スポットの選択例を示す図である。
【図９】本実施例の適用の有無による精度の違いを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。半導体素子に印加された歪量を計測するＮＢＤの測定装置のオペレータによる任意性を排除してＮＢＤ回折パタンの座標を定義する方法として、ＮＢＤで得られた電子線回折パタン画像（生データ）を二階調（二値）化して、二階調化された輝点部の平均座標を求める技術がある。輝点部の平均座標が電子線透過スポット（以下、単に透過スポット）の座標及び電子線回折スポット（以下、単に回折スポット）の座標になり、任意性を排除してスポット間の距離、すなわち格子面距離を規定できる反面、回折スポットや透過スポットに構造が現われ、非対称なパタンが得られたときは平均座標では正しくスポット座標を定義することが困難となる。
【００１６】
透過及び回折スポット（両者を総称して、単にスポットと言う）は本来ガウス（正規）分布をしており、発明者は、二階調化すると円とみなせることに着目し、本実施例では、スポットを円で近似し、近似した円の中心をスポットの座標にするものである。本実施例によって、ＮＢＤの測定装置のオペレータによる任意性を排除すると共に、高い精度でスポット座標を定義することが可能となる。
【００１７】
本実施例に係る情報処理装置は、図１に示すようなハードウェア構成を有する。図１は、情報処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図１において、情報処理装置１００は、コンピュータによって制御される端末であって、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、メモリユニット１２と、表示ユニット１３と、出力ユニット１４と、入力ユニット１５と、通信ユニット１６と、記憶装置１７と、ドライバ１８と、Ｉ／Ｆ（インターフェース）２０とを有し、システムバスＢに接続される。
【００１８】
ＣＰＵ１１は、メモリユニット１２に格納されたプログラムに従って情報処理装置１００を制御する。メモリユニット１２には、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read-Only Memory）等が用いられ、ＣＰＵ１１にて実行されるプログラム、ＣＰＵ１１での処理に必要なデータ、ＣＰＵ１１での処理にて得られたデータ等を格納する。また、メモリユニット１２の一部の領域が、ＣＰＵ１１での処理に利用されるワークエリアとして割り付けられている。
【００１９】
表示ユニット１３は、ＣＰＵ１１の制御のもとに必要な各種情報を表示する。出力ユニット１４は、プリンタ等を有し、ユーザからの指示に応じて各種情報を出力するために用いられる。入力ユニット１５は、マウス、キーボード等を有し、ユーザが情報処理装置１００が処理を行なうための必要な各種情報を入力するために用いられる。通信ユニット１６は、例えばインターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）等に接続し、外部装置との間の通信制御をするための装置である。記憶装置１７には、例えば、ハードディスクユニットが用いられ、各種処理を実行するプログラム等のデータを格納する。
【００２０】
情報処理装置１００によって行われる処理を実現するプログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read-Only Memory）等の記憶媒体１９によって情報処理装置１００に提供される。即ち、プログラムが保存された記憶媒体１９がドライバ１８にセットされると、ドライバ１８が記憶媒体１９からプログラムを読み出し、その読み出されたプログラムがシステムバスＢを介して記憶装置１７にインストールされる。そして、プログラムが起動されると、記憶装置１７にインストールされたプログラムに従ってＣＰＵ１１がその処理を開始する。尚、プログラムを格納する媒体としてＣＤ−ＲＯＭに限定するものではなく、コンピュータが読み取り可能な媒体であればよい。コンピュータ読取可能な記憶媒体として、ＣＤ−ＲＯＭの他に、ＤＶＤディスク、ＵＳＢメモリ等の可搬型記録媒体、フラッシュメモリ等の半導体メモリであっても良い。
【００２１】
Ｉ／Ｆ２０は、ＮＢＤ測定装置２１と接続するためのインターフェースであり、ＮＢＤ測定装置２１による測定結果を含む回折データを取り込む。取り込んだ回折データは、記憶装置１７に格納される。回折データの取り込みは、Ｉ／Ｆ２０を介したデータ転送に限定されず、記憶媒体を介して記憶装置１７に格納されてもよい。
【００２２】
本実施例に係るＮＢＤパタンのスポット座標を定義する方法について図２で説明する。図２は、ＮＢＤパタンに基づくスポットのプロファイルの例を示す図である。図２では、実際に得られたＮＢＤの回折パタン２と、回折パタン２から抽出した強度プロファイル３及び４の例を示している。回折パタン２はＮＢＤ測定装置２１で測定された回折データによって示される。
【００２３】
本実施例に係る二階調化処理は、回折パタン２における透過スポット（Direct）及び回折スポットの輝度の強度を示す強度ファイル３、４等を用いて、非晶質化層の存在等によりだれてガウス分布から外れる強度３ｃ未満の分布の裾部を０とし、強度３ｃ以上を１として二階調化を行う。強度プロファイル３、４は、後述される回折データに含まれる。なお、上記ガウス分布は二次元ガウス分布であってもよい。
【００２４】
そして、本実施例に係るフィッティング処理は、二階調化した透過スポットと同じ面積の定義円を生成し、透過スポットと定義円と各画素における差の二乗和が最も小さくなるように定義円を所定値で僅かに拡大又は縮小することによってフィッティングして、近似円を取得する。取得した近似円の中心座標を透過スポットの座標として定義する。
【００２５】
同様に、各回折スポットについても強度ファイル３、４等を用いて座標を定義することが可能となる。
【００２６】
ＮＢＤパタンのスポット座標を定義するための機能構成について説明する。図３は、本実施例に係る情報処理装置の機能構成例を示す図である。図３において、実施例に係る情報処理装置１００は、二階調化処理部３１と、定義円作成処理部３２と、フィッティング処理部３３と、距離算出処理部３４とを有する。ＣＰＵ１１が対応するプログラムを実行することによって、二階調化処理部３１と、定義円作成処理部３２と、フィッティング処理部３３と、距離算出処理部３４として機能する。また、情報処理装置１００は、メモリユニット１２又は記憶装置１７の記憶領域４０に回折データ４１、二階調化データ４２、結果データ４３、距離データ４４などのデータを有する。
【００２７】
二階調化処理部３１は、回折パタン２を表す画像データである回折データ４１を二階調化する。二階調化処理部３１は、各スポットの輝度の強度を参照して、回折データ４１を二階調化する。輝度の強度を表すガウス分布において、ガウス分布から外れる強度未満を０とし、強度以上を１で表した二階調化データ４２を記憶領域４０に記憶する。
【００２８】
定義円作成処理部３２は、二階調化処理部３１によって生成された二階調化データ４２を用いて、透過スポットの面積となる円形の定義円を作成する。また、選択された回折スポットについても同様に定義円が作成される。
【００２９】
フィッティング処理部３３は、定義円作成処理部３２によって作成された定義円を所定値で僅かに拡大又は縮小することによって、透過スポットへのフィッティングを行い、近似円を取得する。フィッティング処理部３３は、近似円の半径又は直径を示すサイズと、近似円の中心を示す座標とを含む結果データ４３を記憶領域４０に記憶する。
【００３０】
距離算出処理部３４は、結果データ４３を用いて、透過スポットと各回折スポット間の距離を算出し、距離データ４４を記憶領域４０に記憶する。そして、二階調化データ４２、結果データ４３、距離データ４４に基づいて生成されたＮＢＤパタンが、情報処理装置１００の表示ユニット１３に表示される。
【００３１】
図４は、スポット座標の定義処理の第一例を説明するためのフローチャート図である。図４において、情報処理装置１００は、ＮＢＤの回折データ４１を読み込み（ステップＳ１１）、二階調化処理部３１によって回折データ４１の二階調化を行う（ステップＳ１２）。二階調化処理部３１は、各スポットの輝度の強度を現すガウス分布の所定強度未満を０とし、所定強度以上を１とした二階調化データ４２を記憶領域４０に記憶する。
【００３２】
そして、情報処理装置１００は、二階調化データ４２のうち透過スポットを処理中スポットに設定し、定義円作成処理部３２によって、処理中スポットを構成する画素からその平均座標と面積とを求め、平均座標を中心とする同面積の円を作成し定義円として設定する（ステップＳ１４）。
【００３３】
次に、情報処理装置１００は、フィッティング処理部３３によって、定義円の処理中スポットへのフィッティングを行って処理中スポットの近似円を取得する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５では、以下に説明するステップＳ１５１からＳ１５８までの処理が行われる。
【００３４】
フィッティング処理部３３は、処理中スポットと定義円との各画素における差の二乗和が最小になるように定義円の中心座標を移動する（ステップＳ１５１）。そして、フィッティング処理部３３は、定義円をわずかに大きくし（ステップＳ１５２）、処理中スポットと定義円との各画素における差の二乗和が最小になるように定義円の中心座標を移動する（ステップＳ１５３）。
【００３５】
フィッティング処理部３３は、ステップＳ１５１での先の差の二乗和とステップＳ１５２での差の二乗和とを比較し、先の差の二乗和よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ１５４）。先の差の二乗和よりも小さい場合、フィッティング処理部３３は、ステップＳ１５２での差の二乗和を先の差の二乗和に設定して、ステップＳ１５２へ戻り、定義円をわずかに大きくし、処理中スポットと定義円との各画素における差の二乗和が最小になるように定義円の中心座標を移動する（ステップＳ１５２及びＳ１５３）。フィッティング処理部３３は、再度、先の差の二乗和と今回の差の二乗和とを比較し（ステップＳ１５４）、今回の差の二乗和が先の差の二乗和よりも小さい場合、今回の差の二乗和を先の差の二乗和に設定して、ステップＳ１５２へ戻り、今回の差の二乗和が先の二乗和以上となるまで上述同様の処理を繰り返す。
【００３６】
ステップＳ１５４での判断において、今回の二乗和が先の差の二乗和以上となった場合、フィッティング処理部３３は、今回の差の二乗和を先の差の二乗和に設定した後、定義円をわずかに小さくし（ステップＳ１５５）、処理中スポットと定義円との各画素における差の二乗和が最小になるように定義円の中心座標を移動する（ステップＳ１５６）。
【００３７】
そして、フィッティング処理部３３は、先の差の二乗和と今回の差の二乗和とを比較して、今回の差の二乗和が先の差の二乗和よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ１５７）。先の差の二乗和よりも小さい場合、フィッティング処理部３３は、今回の差の二乗和を先の差の二乗和に設定した後、ステップＳ１５５へ戻り、今回の差の二乗和が先の差の二乗和以上となるまで上述同様の処理を繰り返す。
【００３８】
ステップＳ１５７にて、今回の差の二乗和が先の差の二乗和以上であると判断した場合、フィッティング処理部３３は、定義円のサイズと中心座標とを記憶領域４０内の結果データ４３に記録する（ステップＳ１５８）。定義円のサイズは、半径又は直径である。
【００３９】
次に、情報処理装置１００は、ユーザによって選択された未処理の回折スポットが有るか否かを判断する（ステップＳ１６）。未処理の回折スポットが有る場合、回折スポットを処理中スポットに設定し（ステップＳ１６−２）、ステップＳ１４へと戻り、全ての回折スポットについて処理が終了するまで、上述同様の処理を繰り返す。
【００４０】
ステップＳ１６にて、全ての回折スポットについて処理が終了したと判断した場合、情報処理装置１００は、距離算出処理部３４によって、透過スポットから各回折スポットまでの距離を算出して格子面間隔を求め、その結果を含む距離データ４４を記憶領域４０に記憶する（ステップＳ１７）。
【００４１】
そして、情報処理装置１００は、記憶領域４０に格納されている二階調化データ４２、結果データ４３、距離データ４４を参照して、表示ユニット１３に結果を表示して（ステップ１８）、この処理を終了する。
【００４２】
上述したステップＳ１５での処理において、フィッティング処理部３３は、所定長間隔で定義円の半径を長く又は短くしながら、最適な定義円の中心座標を定める。
【００４３】
図５は、スポット座標の定義処理の例を説明するための図である。図５（Ａ）は、ＮＢＤ測定装置２１から取得した回折データ４１の例を示している。図５（Ｂ）は、二階調化処理部３１によって回折データ４１が二階調化された二階調化データ４２の例を示している。図５（Ｃ）は、二階調化データ４２を用いて、定義円作成処理部３２によって作成された透過スポット５と同面積の定義円６の例を示している。
【００４４】
ユーザが、表示ユニット１３に表示された二階調化データ４２上からマウス等の操作により定義円６を作成するようにしても良い。ユーザ作成した定義円６から円のサイズ（半径又は直径）と面積とを取得する。
【００４５】
次に、ユーザによって選択された回折スポットと透過スポットを介して対称に位置する回折スポットを同時に解析し、選択された回折スポットと透過スポットの距離Ｘ１と、対称に位置する回折スポットと透過スポットの距離Ｘ２との差を最小とする制限条件付きのフィッティングを行う場合について説明する。
【００４６】
図６は、スポット座標の定義処理の第二例を説明するためのフローチャート図である。図６中、図４に示すステップと同様の処理を行うステップには同一符号を付し、その説明を省略する。図６において、透過スポットに関し、ステップＳ１１からＳ１６までは図４で説明した同様の処理が行われる。ステップＳ１５にて、透過スポットのサイズ０及び中心座標０が結果データ４３に記録される。
【００４７】
ステップＳ１６にて、未処理の選択された回折スポットが有ると判断した場合、情報処理装置１００は、ユーザによって選択された回折スポットを第一処理中スポットに設定し、第一処理中スポットと透過スポットを介して対称に位置する回折スポットを第二処理中スポットに設定する（ステップＳ１６−４）。
【００４８】
そして、情報処理装置１００は、定義円作成処理部３２によって、第一処理中スポットを構成する画素から、また、第二処理中スポットを構成する画素から定義円を夫々作成する（ステップＳ１９）。
【００４９】
情報処理装置１００は、第一処理中スポットと透過スポットの距離Ｘ１と第二処理中スポットと透過スポットの距離Ｘ２の差を最小とする制限条件付きで、フィッティング処理部３３によって、各定義円の対応する処理中スポットへのフィッティングを行って処理中スポットの近似円を取得し（ステップＳ２０）、ステップＳ１６へ戻り、未処理の選択された回折スポットが無くなるまで同様の処理を繰り返す。ステップＳ２０での処理において、フィッティング処理部３３は、距離算出処理部３４によって距離Ｘ１と距離Ｘ２とを計算しつつ、制限条件付きで各定義円の対応する処理中スポットへのフィッティングを行う。
【００５０】
ステップＳ２０での処理によって、結果データ４３には、ユーザによって選択された回折スポットのサイズ１及び中心座標１と、対称に位置する回折スポットのサイズ２及び中心座標２とが追加され記録される。また、差を最小とする距離Ｘ１と距離Ｘ２とが距離データ４４に記録される。
【００５１】
一方、ステップＳ１６にて、未処理の選択された回折スポットが無いと判断した場合、情報処理装置１００は、記憶領域４０に格納されている二階調化データ４２、結果データ４３、距離データ４４を参照して、表示ユニット１３に結果を表示して（ステップ１８）、この処理を終了する。
【００５２】
次に、ユーザによって選択された回折スポットと透過スポットを介して対称に位置する回折スポットについてフィッティングを行い、選択された回折スポットと透過スポットを介して対称に位置する回折スポット間の距離Ｄ１（＝距離Ｘ１＋距離Ｘ２）を計算する場合について説明する。
【００５３】
図７は、スポット座標の定義処理の第三例を説明するためのフローチャート図である。図７中、図４及び図６に示すステップと同様の処理を行うステップには同一符号を付し、その説明を省略する。図７において、透過スポットに関し、ステップＳ１１からＳ１６までは図４で説明した同様の処理が行われる。ステップＳ１５にて、透過スポットのサイズ０及び中心座標０が結果データ４３に記録される。
【００５４】
ステップＳ１６にて、未処理の選択された回折スポットが有ると判断した場合、情報処理装置１００は、ユーザによって選択された回折スポットを第一処理中スポットに設定し、第一処理中スポットと透過スポットを介して対称に位置する回折スポットを第二処理中スポットに設定する（ステップＳ１６−４）。
【００５５】
そして、情報処理装置１００は、定義円作成処理部３２によって、第一処理中スポットを構成する画素から、また、第二処理中スポットを構成する画素から定義円を夫々作成する（ステップＳ１９）。図６のスポット座標の定義処理の第二例と異なり、制限条件を与えることなく、各定義円のフィッティングを行う。
【００５６】
情報処理装置１００は、フィッティング処理部３３によって、各定義円の対応する処理中スポットへのフィッティングを行って処理中スポットの近似円を取得し（ステップＳ２０−４）、ステップＳ１６へ戻り、未処理の選択された回折スポットが無くなるまで同様の処理を繰り返す。
【００５７】
ステップＳ２０−４での処理によって、結果データ４３には、ユーザによって選択された回折スポットのサイズ１及び中心座標１と、対称に位置する回折スポットのサイズ２及び中心座標２とが追加され記録されるが、図６のスポット座標の定義処理の第二例と異なり、距離データ４４は記録されない。
【００５８】
一方、ステップＳ１６にて、未処理の選択された回折スポットが無いと判断した場合、情報処理装置１００は、距離算出処理部３４によって、透過スポットを介して互いに対称な回折スポット間の距離の半分を算出する（ステップＳ１７−４）。ユーザによって選択された回折スポットから透過スポットを介して対称に位置する回折スポットまでの距離Ｄ１の１／２である値が、距離データ４４に記録される。ユーザが回折スポットを２箇所選択した場合、２つめの回折スポットから透過スポットを介して対称に位置する回折スポットまでの距離Ｄ２の１／２である値が、距離データ４４に記録される。
【００５９】
そして、情報処理装置１００は、記憶領域４０に格納されている二階調化データ４２、結果データ４３、距離データ４４を参照して、表示ユニット１３に結果を表示して（ステップ１８）、この処理を終了する。
【００６０】
図８は、回折スポットの選択例を示す図である。表示ユニット１３に表示される図８に示す回折パタン８において、図６の第二例及び図７の第三例でのスポット座標の定義処理のいずれにおいても、情報処理装置１００は、ユーザが選択した｛００２｝面の回折スポットに対して、透過スポット８ａを介して対称に位置する回折スポット８ｂを特定する。更にユーザが｛０２２｝面の回折スポットを選択している場合、情報処理装置１００は、｛０２２｝面の回折スポットに対して、透過スポット８ａを介して対称に位置する回折スポット８ｃを特定する。
【００６１】
図６のスポット座標の定義処理の第二例では、ユーザが選択した｛００２｝面の回折スポットと透過スポット８ａ間の距離Ｘ１と、透過スポット８ａと特定した回折スポット８ｂ間の距離Ｘ２とが、各スポットの中心座標に基づいて算出される。選択された｛０２２｝面の回折スポットに対しても同様に、｛０２２｝面の回折スポットと透過スポット８ａ間の距離Ｘ１'と、透過スポット８ａと特定した回折スポット８ｃ間の距離Ｘ２'とが、各スポットの中心座標に基づいて算出される。
【００６２】
図７のスポット座標の定義処理の第三例では、ユーザが選択した｛００２｝面の回折スポットと特定した回折スポット８ｂ間の距離Ｄ１が、各スポットの中心座標に基づいて算出される。同様に、｛０２２｝面の回折スポットと特定した回折スポット８ｃ間の距離Ｄ２が、各スポットの中心座標に基づいて算出される。各距離Ｄ１、Ｄ２の半分がスポット間の距離として、表示ユニット１３に表示される。
【００６３】
また、ユーザが各回折スポットを選択する場合の図４のスポット座標の定義処理の第一例では、各回折スポットと透過スポット８ａ間の距離Ｘ１、Ｘ１'、Ｘ２、Ｘ２'が、各スポットの中心座標に基づいて個々に算出される。
【００６４】
等価な面間隔であるため、本来、距離Ｘ１＝Ｘ２、及び距離Ｘ１'＝Ｘ２'である。従って、各面に相当する距離は、
【００６５】
【数２】
0005531918.tif 000003
で示されるほど精度が高いと言える。
【００６６】
図９は、本実施例の適用の有無による精度の違いを説明するための図である。図９（Ａ）では、回折データを二階調化したデータを用いて、スポットの端から端を計測した結果表示例を示している。図９（Ｂ）では、回折データを二階調化したデータに対して、本実施例に係るスポットの中心座標を求めるため定義円を用いてフィッティングする等の処理を施した場合の結果表示例を示している。
【００６７】
図９（Ａ）の結果表示例では、本実施例に係るスポットの中心座標を求めるため定義円を用いてフィッティングする等の処理が行われない。従って、上述したように、各面に対して同距離になるべき各スポット間距離が、
回折スポット９１と透過スポット９０間の距離＝３．７８ｃｍ
回折スポット９２と透過スポット９０間の距離＝３．７２ｃｍ
となり、上記数２を適用した距離の精度は「０．０１６」となる。また、
回折スポット９３と透過スポット９０間の距離＝５．５７ｃｍ
回折スポット９４と透過スポット９０間の距離＝５．２０ｃｍ
となり、上記数２を適用した距離の精度は「０．０９６」となる。
【００６８】
一方、図９（Ｂ）の結果表示例では、本実施例が適用されることにより、各スポットにてフィッティングされた近似円が示され、各定義円の中心座標を用いてスポット間の距離が算出される。
【００６９】
回折スポット９１と透過スポット９０間の距離＝３．７６ｃｍ
回折スポット９１と透過スポット９０間の距離＝３．７８ｃｍ
となり、上記数２を適用した距離の精度は「０．００５」となる。また、
回折スポット９３と透過スポット９０間の距離＝５．３９ｃｍ
回折スポット９４と透過スポット９０間の距離＝５．３９ｃｍ
となり、上記数２を適用した距離の精度は「０．０００」となる。よって、各面に対して各スポット間距離が同距離で示される。
【００７０】
このように、本実施例を適用した場合には、ナノ電子線回折パタンにおける各スポットの座標を適切に定義できるため、距離の算出を精度良く行うことができる。
【００７１】
従って、半導体素子基板にはドーピング或いは異種結合（ヘテロ）の応力による歪が生じるが、どの程度の歪が生じているのかの評価を適切に行うことができる。格子面間隔を反映する回折スポットと透過スポットのパタン自身にも歪が生じるが、本実施例の適用により、これらのスポット間の距離をより正確に測定することが可能となる。
【００７２】
また、ＮＢＤの技術革新により、収束しても平行なＸ線のビームに対しても適用可能であり、制限視野電子線回折への適用も可能である。
【００７３】
本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。また電子線回折スポットに限定されるものではなくＸ線回折パタン等にも適用可能である。
【００７４】
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
回折スポット及び透過スポットを含む複数のスポットを表す電子線またはＸ線回折パタンを二階調化して二階調化データを生成するステップと、
前記二階調化データを用いて、前記スポットの領域に相当する定義円を作成するステップと、
前記スポットと前記定義円の各画素における差の二乗和が最小になるように前記定義円のサイズ又は座標の少なくとも１つを変化させて該スポットへフィッティングさせることによって、該スポットの近似円を取得するステップと、
前記近似円の中心座標で前記スポットの座標を定義することによって、スポット間の距離を算出し格子面距離を取得するステップと
をコンピュータが実行することを特徴とする半導体素子の評価方法。
（付記２）
前記二階調化データは、各スポットの輝度の強度を現すガウス分布から外れる強度未満を０で示し、該強度以上を１で示すことを特徴とする付記１記載の半導体素子の評価方法。
（付記３）
前記ガウス分布は二次元ガウス分布であることを特徴とする付記２記載の半導体素子の評価方法。
（付記４）
前記スポットの領域に相当する定義円は、該スポットの画素の平均座標を用いて作成されることを特徴とする付記１又は２記載の半導体素子の評価方法。
（付記５）
ユーザによって選択された回折スポットと前記透過スポットを介して対称に位置する回折スポットを特定する手順と、
前記スポットへフィッティングさせる際には、前記選択された回折スポットと前記透過スポット間の第一距離と、前記対称な回折スポットと前記透過スポット間の第二距離との差を最小とする制限条件に従って、各スポットに対応する定義円のサイズ又は座標の少なくとも１つを変化させて、各スポットへフィッティングさせることを特徴とする付記１乃至３のいずれか一項記載の半導体素子の評価方法。
（付記６）
ユーザによって選択された回折スポットと前記透過スポットを介して対称に位置する回折スポットを特定する手順と、
前記スポット間の距離を算出する際、前記選択された回折スポットと前記対称な回折スポット間の距離を半分にして前記格子面距離を取得することを特徴とする付記１乃至３のいずれか一項記載の半導体素子の評価方法。
（付記７）
前記定義円はユーザによって設定されることを特徴とする付記１乃至５のいずれか一項記載の半導体素子の評価方法。
（付記８）
回折スポット及び透過スポットを含む複数のスポットを表す電子線またはＸ線回折パタンを二階調化して二階調化データを生成する生成手段と、
前記二階調化データを用いて、前記スポットの領域に相当する定義円を作成する作成手段と、
前記スポットと前記定義円の各画素における差の二乗和が最小になるように前記定義円のサイズ又は座標の少なくとも１つを変化させて該スポットへフィッティングさせることによって、該スポットの近似円を取得する近似円取得手段と、
前記近似円の中心座標で前記スポットの座標を定義することによって、スポット間の距離を算出し格子面距離を取得する距離取得手段と
を有することを特徴とする半導体素子の評価装置。
（付記９）
回折スポット及び透過スポットを含む複数のスポットを表す電子線またはＸ線回折パタンを二階調化して二階調化データを生成するステップと、
前記二階調化データを用いて、前記スポットの領域に相当する定義円を作成するステップと、
前記スポットと前記定義円の各画素における差の二乗和が最小になるように前記定義円のサイズ又は座標の少なくとも１つを変化させて該スポットへフィッティングさせることによって、該スポットの近似円を取得するステップと、
前記近似円の中心座標で前記スポットの座標を定義することによって、スポット間の距離を算出し格子面距離を取得するステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータ実行可能な半導体素子の評価プログラム。
（付記１０）
回折スポット及び透過スポットを含む複数のスポットを表す電子線またはＸ線回折パタンを二階調化して二階調化データを生成するステップと、
前記二階調化データを用いて、前記スポットの領域に相当する定義円を作成するステップと、
前記スポットと前記定義円の各画素における差の二乗和が最小になるように前記定義円のサイズ又は座標の少なくとも１つを変化させて該スポットへフィッティングさせることによって、該スポットの近似円を取得するステップと、
前記近似円の中心座標で前記スポットの座標を定義することによって、スポット間の距離を算出し格子面距離を取得するステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とする半導体素子の評価プログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体。
【符号の説明】
【００７５】
２            回折パタン
３、４        強度ファイル
５            透過スポット
６            定義円
１１          ＣＰＵ
１２          メモリユニット
１３          表示ユニット
１４          出力ユニット
１５          入力ユニット
１６          通信ユニット
１７          記憶装置
１８          ドライバ
１９          記憶媒体
２０          Ｉ／Ｆ
２１          ＮＢＤ測定装置
３１          二階調化処理部
３２          定義円作成処理部
３３          フィッティング処理部
３４          距離算出処理部
４０          記憶領域
４１          回折データ
４２          二階調化データ
４３          結果データ
４４          距離データ
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図２】
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【図５】
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【図８】
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【図９】
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